• java设计模式--七大原则


    2016-05-14 20:45:38

    设计模式到底是五大、六大还是七大,一直傻傻分不清楚,网上总是有说那些原则可以归为一个,我纠结了半天,突然发现自己是舍本逐末了,只要清楚这些原则的设计思想,其他的理解自然是水到渠成。

    1、开放-封闭原则

    2、单一职责原则

    3、里氏代换原则

    4、依赖倒转原则

    5、迪米特法则

    6、接口隔离原则

    7、合成/聚合复用原则

    一、开放封闭原则(open-closed principle)

      一个软件实体应当对外拓展开放,对修改关闭。

      在设计一个模块时,应当使得这个模块可以在不被修改的前提下被扩展。也就是说,应当可以在不必修改源代码的情况下修改这个模块的行为。

      设计的目的便在于面对需求的改变而保持系统的相对稳定,从而使得系统可以很容易的从一个版本升级到另一个版本。

    例子:银行业务员

     

    先前的模式:

    每个银行业务员都要负责储户的付款、取款、转账等业务,当业务变更时,所有银行业务员的职责都要发生变化,业务少了自然能够轻松,业务多了所有人都要培训,拓展性不好,而通常来说,储户的需求是不断增加的。

    /*
     * 银行业务员
     */
    public class BankWorker {
        //负责存款业务
        public void saving() {
            System.out.println("进行存款操作");
        }
        
        //负责取款业务
        public void drawing() {
            System.out.println("进行取款操作");
        }
        
        //负责转账业务
        public void zhuanzhang() {
            System.out.println("进行转账操作");
        }
        
        //负责基金的申购
        public void jijin() {
            System.out.println("进行基金申购操作");
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            BankWorker bankWorker = new BankWorker();
            //存款
            bankWorker.saving();        
            //取款
            bankWorker.drawing();        
            //转账
            bankWorker.zhuanzhang();        
            //基金
            bankWorker.jijin();
        }
    }

    修改后的模式:

     

    一个银行业务员专门负责一个业务,非常方便业务的增加,只要继续安排对应的银行业务员即可。

    /*
     * 银行业务员接口,是所有银行业务员的抽象父类。
     */
    public interface BankWorker {
        public void operation();
    }
    /*
     * 负责取款业务的业务员
     */
    public class DrawingBankWorker  implements BankWorker{
        public void operation() {
            System.out.println("进行取款操作");
        }    
    }
    /*
     * 负责存款业务的业务员
     */
    public class SavingBankWorker implements BankWorker {
        public void operation() {
            System.out.println("进行存款操作");
        }
    }
    /*
     * 负责转账业务的业务员
     */
    public class ZhuanZhangBankWorker implements BankWorker {
        public void operation() {
            System.out.println("进行转账操作");
        }
    }
    /*
     * 负责基金业务的业务员
     */
    public class JiJinBankWorker implements BankWorker {
        public void operation() {
            System.out.println("进行基金申购操作");
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            BankWorker bankWorker = new SavingBankWorker();
            bankWorker.operation();
            
            BankWorker bankWorker2 = new DrawingBankWorker();
            bankWorker2.operation();
            
            BankWorker bankWorker3 = new ZhuanZhangBankWorker();
            bankWorker3.operation();
            
            BankWorker bankWorker4 = new JiJinBankWorker();
            bankWorker4.operation();
        }
    }

      当需求变化时,不是修改原来代码,而是通过添加代码实现。这样,程序的扩展性好,也易于维护和升级,而具体想要达到这样的效果,需要使用接口和抽象类:将那些无法封闭的变化抽象出来,进行隔离,允许拓展。

    开放封闭原则的优越性:

      1.通过扩展已有的软件系统,可以提供新的行为,以满足对软件的新需求,使变化中的软件有一定的适应性和灵活性。

      2.已有的软件模块,特别是最重要的抽象模块不能再修改,这就使变化中的软件系统有一定的稳定性和延续性。

    二、单一职责原则(single resposibility principle)

      就一个类而言,应该仅有一个引起它变化的原因。

      每一个职责都是一个变化的轴线,当需求变化时会反映为类的职责的变化。如果一个类承担的职责多于一个,那么引起它变化的原因就有多个。一个职责的变化甚至可能会削弱或者抑制类完成其他职责的能力,从而导致脆弱的设计。像山寨手机,有很多功能,如拍照、摄像、手机游戏、网络摄像头、GPS、炒股等等。虽然功能多,但是每一个功能都不强。

    如果一个类里面有各种各样的代码,什么算法、数据库访问之类的都写在一起,这样无论任何需求要来,都需要更改这个类,维护麻烦,复用不可能,也缺乏灵活性。

    例子:接受客户端输入并提交到数据库。

    原有设计:

        一个类负责接受客户端输入,对客户端输入进行校验,连接数据库,并提交数据到数据库。

    import java.util.Scanner;
    
    public class SaveToDB {
        private String username;
        private String upassword;
        
        
        //获得客户端输入
        public void shuru() {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入用户名");
            username = scanner.nextLine();
            System.out.println("请输入密码");
            upassword = scanner.nextLine();
        }
        
        //进行数据校验
        public boolean validate() {
            if(username == null || "".equals(username.trim())) {
        //trim()方法删除字符串起始和结尾的空格,返回调用字符串对象的一个副本
                System.out.println("用户名不能为空");
                return false;
            }
            if(upassword == null || "".equals(upassword.trim())) {
                System.out.println("密码不能为空");
                return false;
            }
            return true;
        }
        
        //连接数据库
        public void getConnection() {
            System.out.println("获得数据库连接");
        }
        
        //进行数据操作
        public void save() {
            System.out.println("将" + username + "保存到了数据库");
            System.out.println("将" + upassword + "保存到了数据库");
        }
    }
    import java.util.Scanner;
    
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            //接受客户端的输入
            SaveToDB std = new SaveToDB();
            std.shuru();
            if(std.validate()) {
                std.getConnection();
                std.save();
            }
        }
    }

    现有设计:

        一个功能也就是一个职责由一个类来负责。

    import java.util.Scanner;
    
    public class Input {
        private String username;
        private String upassword;
        
        //获得客户端输入
        public void shuru() {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入用户名");
            username = scanner.nextLine();
            System.out.println("请输入密码");
            upassword = scanner.nextLine();
        }
    
        public String getUsername() {
            return username;
        }
    
        public void setUsername(String username) {
            this.username = username;
        }
    
        public String getUpassword() {
            return upassword;
        }
    
        public void setUpassword(String upassword) {
            this.upassword = upassword;
        }
    }
    public class Validator {
        //进行数据校验
        public boolean validate(String username, String upassword) {
            if(username == null || "".equals(username.trim())) {
                System.out.println("用户名不能为空");
                return false;
            }
            if(upassword == null || "".equals(upassword.trim())) {
                System.out.println("密码不能为空");
                return false;
            }
            return true;
        }
    }
    public class DBManager {
        //连接数据库
        public static void getConnection() {
            System.out.println("获得数据库连接");
        }
    }
    public class DAOImp {
        //进行数据操作
        public void save(String username,String upassword) {
            System.out.println("将" + username + "保存到了数据库");
            System.out.println("将" + upassword + "保存到了数据库");
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            Input input = new Input();
            input.shuru();
            Validator validator = new Validator();
            if(validator.validate(input.getUsername(), input.getUpassword())){
                DBManager.getConnection();
                DAOImp dao = new DAOImp();
                dao.save(input.getUsername(), input.getUpassword());
            }
        }
    }

    三、里氏代换原则(Liskov substitution principle)

     里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化,而里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

    LSP是继承复用的基石,一个软件实体如果使用的是一个基类的话,那么一定适用于其子类,而且察觉不出基类和子类对象的区别。也就是说,在软件里面,把基类替换成它的子类,程序的行为没有变化,软件单位的功能不会受到影响。这样基类才能真正被复用,而子类也能够在基类的基础上增加新的行为。但是,反过来的代换不成立,也就是说,一个软件实体如果使用的是一个子类的话,那么它不能适用于其基类。 

    例子1:人和男人

    public class Person {
        public void display() {
            System.out.println("this is a person");
        }
    }
    public class Man extends Person {
        public void display() {
            System.out.println("this is a man");
        }    
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            Person person = new Person();
            display(person);
            
            Man man = new Man();
            display(man);
        }
        
        public static void display(Person person) {
            person.display();
        }
    }

    显然,方法display既适用于父类Person,又适用于子类Man。但如果将方法display(Person person)修改为以下形式,只能接受子类Man。

    public static void display(Man person) {
            person.display();
        }

    例子2:长方形和正方形

    长方形有两个属性:width  height;正方形有一个属性:side。正方形不是长方形的子类,可以将他们看成两个独立的类。

    如果我们强制正方形继承长方形,

     

    public class ChangFX {
        private long width;
        private long height;
        
        public long getWidth() {
            return width;
        }
        public void setWidth(long width) {
            this.width = width;
        }
        public long getHeight() {
            return height;
        }
        public void setHeight(long height) {
            this.height = height;
        }
    }
    public class ZhengFX implements ChangFX{
        private long side;
    
        public long getHeight() {
            return this.getSide();
        }
    
        public long getWidth() {
            return this.getSide();
        }
    
        public void setHeight(long height) {
            this.setSide(height);
        }
    
        public void setWidth(long width) {
            this.setSide(width);
        }
    
        public long getSide() {
            return side;
        }
    
        public void setSide(long side) {
            this.side = side;
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            ChangFX changfx = new ChangFX();
            changfx.setHeight(10);
            changfx.setWidth(20);
            test(changfx);
            
            ZhengFX zhengfx = new ZhengFX();
            zhengfx.setHeight(10);
            zhengfx.setWidth(20);
            test(zhengfx);
        }
        
        public static void test(ChangFX changfx) {
            System.out.println(changfx.getHeight());
            System.out.println(changfx.getWidth());
        }
    }

     这样骗过了java编译器,但是上述定义的长方形和正方形并不是真的符合里氏代换原则,不妨在MainClass中增加下面方法,程序会陷入死循环中。

    public static void resize(Changfx changfx) {
            while(changfx.getHeight() <= changfx.getWidth()) {
                changfx.setHeight(changfx.getHeight() + 1);
                test(changfx);
            }
    }

    如果我们构造一个抽象的四边形类,里面只有取width和height的抽象方法,没有对width和height赋值的方法,让长方形和正方形都是四边形的子类,这样LSP就不会被破坏。

    public interface Sibianxing {
        public long getWidth();
        public long getHeight();
    }
    public class ChangFX implements Sibianxing{
        private long width;
        private long height;
        
        public long getWidth() {
            return width;
        }
        public void setWidth(long width) {
            this.width = width;
        }
        public long getHeight() {
            return height;
        }
        public void setHeight(long height) {
            this.height = height;
        }
    }
    public class ZhengFX implements Sibianxing{
        private long side;
    
        public long getHeight() {
            return this.getSide();
        }
    
        public long getWidth() {
            return this.getSide();
        }
    
        public void setHeight(long height) {
            this.setSide(height);
        }
    
        public void setWidth(long width) {
            this.setSide(width);
        }
    
        public long getSide() {
            return side;
        }
    
        public void setSide(long side) {
            this.side = side;
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            ChangFX changfx = new ChangFX();
            changfx.setHeight(10);
            changfx.setWidth(20);
            test(changfx);
            
            ZhengFX zhengfx = new ZhengFX();
            zhengfx.setHeight(10);
            test(zhengfx);
        }
        
        public static void test(Sibianxing sibianxing) {
            System.out.println(sibianxing.getHeight());
            System.out.println(sibianxing.getWidth());
        }
    }

    例子3:鸟和企鹅

    public interface Bird {
        public void fly();
    }
    public class Laoying implements Bird {
        public void fly() {
            System.out.println("老鹰在飞");
        }
    }
    public class Maque implements Bird {
        public void fly() {
            System.out.println("麻雀在飞");
        }
    }
    public class Qie{
        public void fly(){
        //企鹅不会飞
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            fly(new Laoying());
            fly(new Maque());
            fly(new Qie());
        }
        
        public static void fly(Bird bird) {
            bird.fly();
        }
    }

    可以看到企鹅虽然属于鸟类,但并不会飞,不必强求它实现上述定义的Bird接口。这里的企鹅和鸟之间不存在里氏代换原则。

    四、依赖倒转原则(dependency inversion principle)

    传统的过程式设计倾向于使高层次的模块依赖于低层次的模块,抽象层依赖于具体层

    倒转后: 

    依赖倒转是开-闭原则的基础,具体内容是:

        1.抽象不应该依赖于细节(具体),细节(具体)应该依赖于抽象。

        2.高层模块不依赖底层模块,两者都依赖抽象。

    例子: 组装电脑

    /*
     * 主板抽象类
     */
    public abstract class MainBoard {
        public abstract void doSomething();
    }
    /*
     * 华硕主板
     */
    public class HuaShuoMainBoard extends MainBoard{
    
        public void doSomething() {
            System.out.println("this is huashuoMainBoard");
        }
    }
    /*
     * 微星主板
     */
    public class WeiXingMainBoard extends MainBoard {
    
        public void doSomething() {
            System.out.println("this is weixingMainBoard");
        }
    
    }
    /*
     * 硬盘的抽象类
     */
    public abstract class HardDisk {
        public abstract void doSomething();
    }
    /*
     * 希捷硬盘
     */
    public class XiJieHardDisk extends HardDisk {
    
        public void doSomething() {
            System.out.println("this is xijieHardDisk");
        }
    }
    /*
     * 西数硬盘
     */
    public class XiShuHardDisk extends HardDisk {
    
        public void doSomething() {
            System.out.println("this is xishuHardDisk");
        }
    }
    /*
     * 内存的抽象类
     */
    public abstract class Memory {
        public abstract void doSomething();
    }
    /*
     * 金士顿内存
     */
    public class JinShiDunMemory extends Memory {
    
        public void doSomething() {
            System.out.println("this is jinshidunMemory");
        }
    }
    /*
     * 金邦内存
     */
    public class JinBangMemory extends Memory {
    
        public void doSomething() {
            System.out.println("this is jinbangMemory");
        }
    }
    /*
     * 电脑
     */
    public class Computer {
        private MainBoard mainBoard;
        private Memory memory;
        private HardDisk harddisk;
    
        public MainBoard getMainBoard() {
            return mainBoard;
        }
    
        public void setMainBoard(MainBoard mainBoard) {
            this.mainBoard = mainBoard;
        }
    
        public Memory getMemory() {
            return memory;
        }
    
        public void setMemory(Memory memory) {
            this.memory = memory;
        }
    
        public HardDisk getHarddisk() {
            return harddisk;
        }
    
        public void setHarddisk(HardDisk harddisk) {
            this.harddisk = harddisk;
        }
    
        public void display() {
            mainBoard.doSomething();
            memory.doSomething();
            harddisk.doSomething();
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            Computer computer = new Computer();
            computer.setMainBoard(new HuaShuoMainBoard());
            computer.setMemory(new JinShiDunMemory());
            computer.setHarddisk(new XiJieHardDisk());
            
            computer.display();
            
            System.out.println("-------------");
            
            computer.setMainBoard(new WeiXingMainBoard());
            computer.display();
        }
    }

    如果将Computer类改为下列形式,主要是违背了第二条,高层次模块依赖于低层次模块。

    public class Computer {
        private HuaShuoMainBoard mainBoard;
        private JinShiDunMemory memory;
        private XiJieHardDisk harddisk;
    
        public HuaShuoMainBoard getMainBoard() {
            return mainBoard;
        }
    
        public void setMainBoard(HuaShuoMainBoard mainBoard) {
            this.mainBoard = mainBoard;
        }
    
        public JinShiDunMemory getMemory() {
            return memory;
        }
    
        public void setMemory(JinShiDunMemory memory) {
            this.memory = memory;
        }
    
        public XiJieHardHardDisk getHarddisk() {
            return harddisk;
        }
    
        public void setHarddisk(XiJieHardHardDisk harddisk) {
            this.harddisk = harddisk;
        }
    
        public void display() {
            mainBoard.doSomething();
            memory.doSomething();
            harddisk.doSomething();
        }
    }

    在工厂方法模式、模板方法模式、迭代子模式中都有明显的依赖倒转。

    五、迪米特法则(law of Demeter)

      迪米特法则最初是用来作为面向对象的系统设计风格的一种法则,于1987年秋天由lan holland在美国东北大学为一个叫做迪米特的项目设计提出的。 迪米特法则(Law of Demeter )又叫做最少知识原则,也就是说,一个对象应当对其他对象尽可能少的了解,应可能少的与其他对象发生相互作用,使得系统功能模块相对独立。在类的结构设计上,每一个类都应当尽量降低成员的访问权限。

      迪米特法则: 如果两个类不必彼此直接通信,那么这两个类就不应当发生直接的相互作用。如果其中一个类需要调用另一类的某一个方法的话,可以通过第三者转发这个调用。其根本思想是强调了类之间的耦合性。类之间的耦合越弱,越有利于复用,一个处于弱耦合的类被修改,不会对有关系的类造成波及。

    例子:不要和陌生人说话 

    这里,“某人”没有通过“朋友”,而是直接和“陌生人”联系了

    public class SomeOne {
        public void play(Friend friend){
            System.out.println("someone play");
            friend.play();
        }
        
        public void play(Stranger stranger) {
            System.out.println("someone play");
            stranger.play();
        }
    }
    public class Friend {
        public void play(){
            System.out.println("friends paly");
        }
    }
    public class Stranger {
        public void play(){
            System.out.println("stranger play");
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            SomeOne zhangsan = new SomeOne();
            zhangsan.play(new Friend());
            zhangsan.play(new Stranger());
        }
    } 

    “某人”通过“朋友”和“陌生人”联系

    public class SomeOne {
        public void play(Friend friend){
            System.out.println("someone play");
            friend.play();
            Stranger stranger = friend.getStranger();
            stranger.play();
        }
    }
    public class Friend {
        public void play(){
            System.out.println("friends paly");
        }
        
        public Stranger getStranger() {
            return new Stranger();
        }
    }
    public class Stranger {
        public void play(){
            System.out.println("stranger play");
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            SomeOne zhangsan = new SomeOne();
            zhangsan.play(new Friend());
        }
    }

    在SomeOne类中还有Stranger,而且“某人”和“朋友”的关系设置也不太合理,继续修改为:

    public class SomeOne {
        private Friend friend;
        
        public Friend getFriend() {
            return friend;
        }
    
        public void setFriend(Friend friend) {
            this.friend = friend;
        }
    
        public void play(Friend friend){
            System.out.println("someone play");
            friend.play();
        }
    }
    public class Friend {
        public void play(){
            System.out.println("friends paly");
        }
        
        public void playWithStranger() {
            Stranger stranger = new Stranger();
            stranger.play();
        }
    }
    public class Stranger {
        public void play(){
            System.out.println("stranger play");
        }
    }
    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) {
            SomeOne zhangsan = new SomeOne();
            zhangsan.setFriend(new Friend());
            zhangsan.getFriend().playWithStranger();
        }
    }

    在外观模式和终结者模式中,迪米特法则很明显。

    6、接口隔离法则(Interface Segregation Principle)

    客户端不应该依赖那些它不需要的接口;一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。 

    如下图所示,类A依赖接口I中的方法1、方法2、方法3,类B是对类A依赖的实现。类C依赖接口I中的方法1、方法4、方法5,类D是对类C依赖的实现。对于类B和类D来说,虽然他们都存在着用不到的方法(也就是图中红色字体标记的方法),但由于实现了接口I,所以也必须要实现这些用不到的方法。

    interface I {
        public void method1();
        public void method2();
        public void method3();
        public void method4();
        public void method5();
    }
    class A{
        public void depend1(I i){
            i.method1();
        }
        public void depend2(I i){
            i.method2();
        }
        public void depend3(I i){
            i.method3();
        }
    }
    class B implements I{
        public void method1() {
            System.out.println("类B实现接口I的方法1");
        }
        public void method2() {
            System.out.println("类B实现接口I的方法2");
        }
        public void method3() {
            System.out.println("类B实现接口I的方法3");
        }
        //对于类B来说,method4和method5不是必需的,但是由于接口A中有这两个方法,
        //所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空,也要将这两个没有作用的方法进行实现。
        public void method4() {}
        public void method5() {}
    }
    class C{
        public void depend1(I i){
            i.method1();
        }
        public void depend2(I i){
            i.method4();
        }
        public void depend3(I i){
            i.method5();
        }
    }
    class D implements I{
        public void method1() {
            System.out.println("类D实现接口I的方法1");
        }
        //对于类D来说,method2和method3不是必需的,但是由于接口A中有这两个方法,
        //所以在实现过程中即使这两个方法的方法体为空,也要将这两个没有作用的方法进行实现。
        public void method2() {}
        public void method3() {}
    
        public void method4() {
            System.out.println("类D实现接口I的方法4");
        }
        public void method5() {
            System.out.println("类D实现接口I的方法5");
        }
    }
    public class Client{
        public static void main(String[] args){
            A a = new A();
            a.depend1(new B());
            a.depend2(new B());
            a.depend3(new B());
            
            C c = new C();
            c.depend1(new D());
            c.depend2(new D());
            c.depend3(new D());
        }
    } 

    我们需要将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口,类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系,也就是采用接口隔离原则,如下所示。

     

    interface I1 {
        public void method1();
    }
    interface I2 {
        public void method2();
        public void method3();
    }
    interface I3 {
        public void method4();
        public void method5();
    }
    class A{
        public void depend1(I1 i){
            i.method1();
        }
        public void depend2(I2 i){
            i.method2();
        }
        public void depend3(I2 i){
            i.method3();
        }
    }
    class B implements I1, I2{
        public void method1() {
            System.out.println("类B实现接口I1的方法1");
        }
        public void method2() {
            System.out.println("类B实现接口I2的方法2");
        }
        public void method3() {
            System.out.println("类B实现接口I2的方法3");
        }
    }
    class C{
        public void depend1(I1 i){
            i.method1();
        }
        public void depend2(I3 i){
            i.method4();
        }
        public void depend3(I3 i){
            i.method5();
        }
    }
    class D implements I1, I3{
        public void method1() {
            System.out.println("类D实现接口I1的方法1");
        }
        public void method4() {
            System.out.println("类D实现接口I3的方法4");
        }
        public void method5() {
            System.out.println("类D实现接口I3的方法5");
        }
    } 

    接口隔离原则的含义是:建立单一接口,不要建立庞大臃肿的接口,尽量细化接口,接口中的方法尽量少。也就是说,我们要为各个类建立专用的接口,而不要试图去建立一个很庞大的接口供所有依赖它的类去调用。

    接口是设计时对外部设定的“契约”,通过分散定义多个接口,可以预防外来变更的扩散,提高系统的灵活性和可维护性。

    采用接口隔离原则对接口进行约束时,要注意以下几点:

    • 接口尽量小,但是要有限度。对接口进行细化可以提高程序设计灵活性是不挣的事实,但是如果过小,则会造成接口数量过多,使设计复杂化。所以一定要适度。
    • 为依赖接口的类定制服务,只暴露给调用的类它需要的方法,它不需要的方法则隐藏起来。只有专注地为一个模块提供定制服务,才能建立最小的依赖关系。
    • 提高内聚,减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。

    7 .合成/聚合复用原则(Composite/Aggregate Reuse Principle)

    这个原则涉及到为聚合(Aggregation) 关系和合成(Composition) 关系,在“设计模式--UML类图”中有所介绍。

    这个原则指复用时要尽量使用合成/聚合关系(关联关系),少用继承。

    通过继承来进行复用的主要问题在于继承复用会破坏系统的封装性,因为继承会将基类的实现细节暴露给子类,由于基类的内部细节通常对子类来说是可见的,所以这种复用又称“白箱”复用,如果基类发生改变,那么子类的实现也不得不发生改变;从基类继承而来的实现是静态的,不可能在运行时发生改变,没有足够的灵活性;而且继承只能在有限的环境中使用(如类没有声明为不能被继承)。

    由于组合或聚合关系可以将已有的对象(也可称为成员对象)纳入到新对象中,使之成为新对象的一部分,因此新对象可以调用已有对象的功能,这样做可以使得成员对象的内部实现细节对于新对象不可见,所以这种复用又称为“黑箱”复用,相对继承关系而言,其耦合度相对较低,成员对象的变化对新对象的影响不大,可以在新对象中根据实际需要有选择性地调用成员对象的操作;合成复用可以在运行时动态进行,新对象可以动态地引用与成员对象类型相同的其他对象。

    总之,合成/聚合可以使系统更加灵活,降低类与类之间的耦合度,一个类的变化对其他类造成的影响相对较少。使用继承要严格遵循里氏代换原则,有效使用继承会有助于对问题的理解,降低复杂度,但滥用继承反而会增加系统构建和维护的难度以及系统的复杂度,因此需要慎重使用继承复用。

    如果两个类之间是“Has-A”的关系应使用合成或聚合,如果是“Is-A”关系可使用继承。"Is-A"是严格的分类学意义上的定义,意思是一个类是另一个类的"一种";而"Has-A"则不同,它表示某一个角色具有某一项责任。

    例子:我们需要办理一张银行卡,如果银行卡默认都拥有了存款、取款和透支的功能,那么我们办理的卡都将具有这个功能,此时使用了继承关系:

    为了灵活地拥有各种功能,此时可以分别设立储蓄卡和信用卡两种,并有银行卡来对它们进行聚合使用。此时采用了合成复用原则:

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